DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C OLEH ADDUCT PRIMA-SISTEIN.
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C
OLEH ADDUCT PRIMA-SISTEIN
Disusun Oleh :
ANGELINE PRITA CAHYANTI
M0307028
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul
“DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C OLEH ADDUCT PRIMASISTEIN ” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau
dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini
dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 28 Mei 2013
ANGELINE PRITA CAHYANTI
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C
OLEH ADDUCT PRIMA-SISTEIN
ANGELINE PRITA CAHYANTI
Jurusan Kimia. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret.
ABSTRAK
Mutasi tirosin pada residu 220 menjadi sistein (Y220C) dapat
menginduksi cavity pada residu 220 sebagai pusatnya. Mutasi ini dapat
menurunkan kestabilan termal. Di sisi lain, mutasi ini menyebabkan adanya
sedikit perubahan pada bagian kontak DNA. p53 reactivation and induction of
massive apoptosis-1 (PRIMA-1) dapat mereaktivasi p53, namun mekanisme dan
target residunya belum jelas. Selain itu, modifikasi sistein juga mampu
mereaktivasi p53. Oleh karena itu, modifikasi sistein menggunakan PRIMA-1,
yang disebut adduct PRIMA-sistein pada residu 220 dapat digunakan untuk
merekativasi p53. Modifikasi Y220C dilakukan dengan memaksa adduct PRIMAsistein masuk ke dalam cavity yang berukuran lebih kecil dibanding struktur
adduct tersebut. Pengamatan stabilitas pada level molekuler dilakukan dengan
cara simulasi dinamika molekuler (DM). Pada penelitian ini, telah dilakukan
simulasi DM pada modifikasi p53-Y220C. Trajectory-Trajectory yang dihasilkan
simulasi dinamika molekul selama 100ns menunjukkan perubahan dinamika
karena adanya modifikasi Y220C pada residu nomor 220. Data Backbone B-factor
dan order parameter menunjukkan bahwa adanya modifikasi Y220C sebagian
mampu menyerupai wild type pada residu 118 dan 120. Pada residu nomor 226,
data backbone b-factor menunjukkan bahwa modifikasi Y220C mampu
memberikan perubahan fluktuasi secara signifikan. Pada residu 229, data order
parameter menunjukkan bahwa modifikasi Y220C memberikan perubahan
fleksibilitas secara signifikan. Dengan demikian, dapat menduga bahwa adanya
adduct PRIMA-sistein memberikan perubahan stabilitas sebagian pada mutan
p53-Y220C hingga menyerupai p53-wild type.
Kata kunci: reaktivasi, p53-Y220C, adduct PRIMA-sistein, simulasi dinamika
molekuler
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DYNAMICS OF p53-Y220C MUTANTS REACTIVATION
BY PRIMA-CYSTEINE ADDUCT
ANGELINE PRITA CAHYANTI
Department of Chemistry. Faculty of Mathematics and Natural Sciences.
Sebelas Maret University.
ABSTRACK
Mutation of tyrosine on residue number 220 to cysteine (Y220C) induces a
deep cavity at residue number 220 as a center. This mutation is able to decrease
the thermal stability. On the other hand, this mutation leads to slight change in
DNA contact moiety. p53 reactivation and induction of massive apoptosis-1
(PRIMA-1) is able to reactivate of p53, however the mechanism and target
residue is not clear yet. In addition, modification of cysteine is able to reactivate
of p53. Therefore, modification cysteine using PRIMA-1, so called PRIMAcysteine adducts at residue number 220 could be used to reactivate p53-Y220C.
Modification of Y220C has been done with enforced PRIMA-cysteine adducts
into the cavity, which is smaller than the adduct structure. Observation the
stability at molecular level was done by means of molecular dynamics (MD)
simulations. In this research, MD simulations of modified p53-Y220C by
PRIMA-cysteine adducts have been performed.The trajectories resulted from
100ns molecular dynamic simulations show the changes of dynamics behavior
due to modification of Y220C on residue number 220. These changes may
indicate the alterations of protein backbone conformations. Backbone b-factor
data and order parameter data show that modification of Y220C were able to
partly resemble the wild type conformational behavior at residue number 118 and
120. At residue number 226, backbone b-factor data show that modification o f
Y220C was able significantly changes per residue fluctuation. At residue 229,
order parameter data show that modification of Y220C was significantly changes
its flexibility. Thus, it can be surmise that PRIMA-cystein adducts was partially
provide stability changes in mutant p53-Y220C to resemble stability of p53-wild
type.
Keywords : reactivation, p53-Y220C, adduct PRIMA-sistein, molecular dynamic
simulations
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Sebab karena kasih karunia kamu diselamatkan oleh iman; itu bukan usahamu,
tetapi pemberian Allah, itu bukan hasil pekerjaanmu: jangan ada orang yang
memegahkan diri.
(Ef 2:8-9)
You do not really understand something unless you can explain it to your
grandmother.
(Albert Einstein)
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan kepada :
Kedua orang tuaku yang selalu memberi semangat dan
mendukung saya hingga akhirnya dapat menyelesaikan skripsi ini.
Simbah “kakung dan putri”, karena dukungan doa yang tiada
henti hingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini .
Sinta, Fema, Cita, atas persahabatan yang kita jalin selama ini
Teman-teman KMK St.Theresia FMIPA UNS, atas
persaudaraan yang tak tergantikan
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan YME atas limpahan rahmat-Nya bagi penulis
sehingga skripsi ini dapat terselesaikan sebagai salah satu persyaratan dalam
memperoleh gelar sarjana sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Atas segala karunia-Nya
pulalah penulis menyadari bahwa segala sesuatu memiliki proses dan waktunya
masing-masing.
Dalam menyusun skripsi ini penulis menemui berbagai hambatan dan
permasalahan yang beragam. Namun, atas bimbingan, kritikan, saran, dan
dorongan semangat yang bermanfaat dari berbagai pihak, semua hambatan dan
permasalahan tersebut dapat penulis atasi dengan baik. Oleh karena itu, penulis
ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu
penulis, yaitu sebagai berikut.
1. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc., Ph.D., selaku dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Dr. Eddy Heraldy, M.Si., selaku ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Dr. rer. nat. Fajar R. Wibowo, M.Si., selaku dosen pembimbing I, yang
dengan penuh kesabaran membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini,
memberikan banyak kesempatan, pengalaman dan inspirasi bagi penulis.
4. Drs. Mudjijono, Ph.D., selaku pembimbing akademis yang memberikan
bimbingannya selama perkuliahan.
5. Edi Pramono, M.Si., selaku ketua laboratorium Kimia Dasar yang telah
memberikan akses bagi penulis melakukan penelitian di laboratorium Kimia
Dasar bagian Komputasi Kimia.
6. Bapak Ibu dosen dan seluruh staff jurusan Kimia yang telah memberikan
fasilitas dan pelayanan yang baik bagi penulis.
7. Teman-teman kimia berbagai angkatan, terimakasih atas kebersamaan dan
kerja samanya.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu per satu yang telah
memberikan bantuannya
Penulis menyadari bahwa penelitian dan penyusunan skripsi yang penulis
lakukan masih jauh dari sempurna sehingga membutuhkan saran dan kritik yang
membangun dari para pembaca. Namun, lepas dari semua itu, semoga para
pembaca mendapatkan manfaat setelah membaca skripsi ini.
Surakarta , 28 Mei 2013
Penulis
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ......................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................
ii
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... iii
HALAMAN ABSTRAK ................................................................................. iv
HALAMAN ABSTRACT ...............................................................................
v
HALAMAN MOTTO ..................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... viii
DAFTAR ISI ..................................................................................................
x
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang ................................................................................
1
B. Perumusan Masalah ........................................................................
3
1. Identifikasi Masalah ....................................................................
3
2. Batasan Masalah .........................................................................
4
3. Rumusan Masalah ......................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ............................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ..........................................................................
5
BAB II LANDASAN TEORI............................................................................
6
A. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 6
1. Kanker .........................................................................................
6
2. p53 Tumor Supressor ..................................................................
7
3. Mutan Onkogen p53-Y220C .......................................................
9
4. Struktur Protein ...........................................................................
11
5. PRIMA-1 ....................................................................................
13
6. Permodelan Molekul ..................................................................
14
7. Simulasi Dinamika Molekuler .....................................................
15
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8. AMBER 10 .................................................................................
17
a) Antechamber ............................................................................
17
b)Parmchk ...................................................................................
17
c) LEaP ........................................................................................
17
d)Sander ......................................................................................
17
e) Ptraj..........................................................................................
18
(1) RMSD (Root Mean Square Deviation) .................................
18
(2) B-factor ...............................................................................
18
(3) Entropi .................................................................................
19
(4) Clustering Trajectory ...........................................................
20
B. Kerangka Pemikiran.........................................................................
21
C. Hipotesis..........................................................................................
22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .........................................................
23
A. Metode Penelitian ...........................................................................
23
B. Waktu dan Tempat Penelitian ..........................................................
23
C. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ....................................................
23
1. Alat ............................................................................................
23
2. Bahan .........................................................................................
23
D. Prosedur Penelitian .........................................................................
23
1. Parameterisasi Adduct MQ-Sistein ..............................................
23
2. Pemilihan Makromolekul ...........................................................
24
3. Penentuan Koordinat Awal Sistem ..............................................
24
4. Minimisasi dan Penyeimbangan (Equilibrasi) Sistem ..................
24
5. Simulasi Sistem ............................................................................. 25
E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data ............................................. 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................26
A. Parameterisasi adduct PRIMA-sistein ...................................................26
B. Pemilihan Makromolekul ...................................................................
28
C. Modifikasi Sistein 220 pada p53-Y220C oleh adduct PRIMA-sistein.. ...... 28
D. Hasil Simulasi ....................................................................................
30
E. Clustering Trajectory .........................................................................
36
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
F. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, dan Wild type................
37
G. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, & wild type pada residu
116-129.......................................................................................
38
a. Residu 118 ............................................................................... 39
b. Residu 120................................................................................ 42
H. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, &wild type pada residu
176-196................................................................................................... 45
I. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, & wild type pada residu
216-236 .......................................................................................
49
a. Residu 226 ................................................................................ 50
b. Residu 229 ................................................................................ 53
J. Pengaruh Modifikasi p53-Y220C pada residu 220 oleh adduct
PRIMA-sistein ...................................................................................... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................
60
A. Kesimpulan .......................................................................................... 60
B. Saran .................................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 61
LAMPIRAN ........................................................................................................
xii
67
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Ikatan Hidrogen residu 184 .................................................................... 48
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Siklus sel...........................................................................................
7
Gambar 2. Urutan spesifik protein p53 ..............................................................
9
Gambar 3. Struktur domain inti p53 yang berikatan dengan DNA ...................
10
Gambar 4. Struktur dasar asam amino ...............................................................
11
Gambar 5. Struktur dihedral phi dan psi pada backbone protein ......................
12
Gambar 6. Struktur PRIMA-1 ...........................................................................
13
Gambar 7. Struktur adduct PRIMA-sistein .......................................................
14
Gambar 8. Pembuatan template adduct PRIMA-sistein .....................................
26
Gambar 9. Template adduct PRIMA-sistein ....................................................... 27
Gambar 10. Residu sistein 220 pada mutan Y220C ...........................................
28
A. Sebelum minimisasi dan equilibrasi.................................................. 28
B. Sesudah minimisasi dan equilibrasi .................................................. 28
Gambar 11. Perbandingan struktur sistein 220 pada p53-Y220C ........................ 29
A. Sebelum minimisasi dan equilibrasi ................................................... 29
B. Sesudah minimisasi dan equilibrasi .................................................... 29
Gambar 12. Grafik perbedaan RMSD ..............................................................
30
Gambar 13. Grafik perbedaan B-factor ............................................................
31
A. Semua atom ......................................................................................... 31
B. backbone ............................................................................................. 31
Gambar 14. Grafik perbedaan B-factor pada beberapa residu................................ 32
A. Residu 116-120 ................................................................................... 32
B. Residu 176-196 .................................................................................. 32
C. Residu 221-229 .................................................................................. 32
Gambar 15. Grafik perbedaan order parameter vektor NH .............................
34
A. Secara keseluruhan .............................................................................. 34
B. Residu 116-120 ................................................................................... 34
C. Residu 176-196 ................................................................................... 34
D. Residu 221-229 ................................................................................... 34
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 16.Perbedaan konformasi modifikasi Y220C, p53-Y220C, dan Wild
type..................................................................................................... 38
Gambar 17. Visualisasi perbedaan konformasi residu 116-120 ........................... 39
Gambar 18. Visualisasi perbedaan jarak C
40
41
Gambar 20. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 118 ................................
42
Gambar 21. Visualisasi perbedaan jarak
43
44
Gambar 23. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 120 dan 121 ...................
45
Gambar 24. Visualisasi perbedaan konformasi residu 176-196.............................. 46
Gambar 25. Visualisasi perbedaan jarak interaksi pada residu 184 .................
47
Gambar 26. Grafik perbedaan jarak interaksi antara residu 184 dan 196 ........
49
Gambar 27. Visualisasi perbedaan konformasi residu 216-236 ............................. 50
sekitarnya......................................................................................... 51
52
Gambar 30. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 226 .................................
52
53
54
Gambar 33. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 229 ...............................
55
Gambar 34. Perbandingan cavity residu 220 pada p53-Y220C.......................
56
A. Sebelum minimisasi, equilibrasi, dan simulasi ..................................56
B. Sesudah minimisasi, equilibrasi, dan simulasi ................................. 56
Gambar 35. perbedaan jarak atom H residu 220 dan atom O residu 155............... 57
A. Y220C............................................................................................... 57
B. Modifikasi Y220C............................................................................. 57
Gambar 36. Perbandingan sudut H-N-
58
A. Y220C .............................................................................................. 58
B. Modifikasi Y220C ........................................................................... 58
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Diagram alir parameterisasi adduct MQ-Sistein .......................... 70
Lampiran 2. Diagram alir pemilihan makromolekul ........................................ 71
Lampiran 3. Diagram alir proses simulasi ....................................................... 72
Lampiran 4. Diagram alir analisis visualisasi konformasi ................................ 73
Lampiran 5. File prep adduct MQ-Sistein ....................................................... 74
Lampiran 6. Populasi 10 klaster dari empat sistem protein .............................. 75
xvi
digilib.uns.ac.id
DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C
OLEH ADDUCT PRIMA-SISTEIN
Disusun Oleh :
ANGELINE PRITA CAHYANTI
M0307028
SKRIPSI
Diajukan untuk memenuhi sebagian
persyaratan mendapatkan gelar Sarjana Sains
JURUSAN KIMIA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SEBELAS MARET
SURAKARTA
2013
i
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
ii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul
“DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C OLEH ADDUCT PRIMASISTEIN ” belum pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
perguruan tinggi, dan sepanjang pengetahuan saya juga belum pernah ditulis atau
dipublikasikan oleh orang lain, kecuali yang secara tertulis diacu dalam naskah ini
dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Surakarta, 28 Mei 2013
ANGELINE PRITA CAHYANTI
iii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DINAMIKA REAKTIVASI MUTAN p53-Y220C
OLEH ADDUCT PRIMA-SISTEIN
ANGELINE PRITA CAHYANTI
Jurusan Kimia. Fakultas MIPA. Universitas Sebelas Maret.
ABSTRAK
Mutasi tirosin pada residu 220 menjadi sistein (Y220C) dapat
menginduksi cavity pada residu 220 sebagai pusatnya. Mutasi ini dapat
menurunkan kestabilan termal. Di sisi lain, mutasi ini menyebabkan adanya
sedikit perubahan pada bagian kontak DNA. p53 reactivation and induction of
massive apoptosis-1 (PRIMA-1) dapat mereaktivasi p53, namun mekanisme dan
target residunya belum jelas. Selain itu, modifikasi sistein juga mampu
mereaktivasi p53. Oleh karena itu, modifikasi sistein menggunakan PRIMA-1,
yang disebut adduct PRIMA-sistein pada residu 220 dapat digunakan untuk
merekativasi p53. Modifikasi Y220C dilakukan dengan memaksa adduct PRIMAsistein masuk ke dalam cavity yang berukuran lebih kecil dibanding struktur
adduct tersebut. Pengamatan stabilitas pada level molekuler dilakukan dengan
cara simulasi dinamika molekuler (DM). Pada penelitian ini, telah dilakukan
simulasi DM pada modifikasi p53-Y220C. Trajectory-Trajectory yang dihasilkan
simulasi dinamika molekul selama 100ns menunjukkan perubahan dinamika
karena adanya modifikasi Y220C pada residu nomor 220. Data Backbone B-factor
dan order parameter menunjukkan bahwa adanya modifikasi Y220C sebagian
mampu menyerupai wild type pada residu 118 dan 120. Pada residu nomor 226,
data backbone b-factor menunjukkan bahwa modifikasi Y220C mampu
memberikan perubahan fluktuasi secara signifikan. Pada residu 229, data order
parameter menunjukkan bahwa modifikasi Y220C memberikan perubahan
fleksibilitas secara signifikan. Dengan demikian, dapat menduga bahwa adanya
adduct PRIMA-sistein memberikan perubahan stabilitas sebagian pada mutan
p53-Y220C hingga menyerupai p53-wild type.
Kata kunci: reaktivasi, p53-Y220C, adduct PRIMA-sistein, simulasi dinamika
molekuler
iv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DYNAMICS OF p53-Y220C MUTANTS REACTIVATION
BY PRIMA-CYSTEINE ADDUCT
ANGELINE PRITA CAHYANTI
Department of Chemistry. Faculty of Mathematics and Natural Sciences.
Sebelas Maret University.
ABSTRACK
Mutation of tyrosine on residue number 220 to cysteine (Y220C) induces a
deep cavity at residue number 220 as a center. This mutation is able to decrease
the thermal stability. On the other hand, this mutation leads to slight change in
DNA contact moiety. p53 reactivation and induction of massive apoptosis-1
(PRIMA-1) is able to reactivate of p53, however the mechanism and target
residue is not clear yet. In addition, modification of cysteine is able to reactivate
of p53. Therefore, modification cysteine using PRIMA-1, so called PRIMAcysteine adducts at residue number 220 could be used to reactivate p53-Y220C.
Modification of Y220C has been done with enforced PRIMA-cysteine adducts
into the cavity, which is smaller than the adduct structure. Observation the
stability at molecular level was done by means of molecular dynamics (MD)
simulations. In this research, MD simulations of modified p53-Y220C by
PRIMA-cysteine adducts have been performed.The trajectories resulted from
100ns molecular dynamic simulations show the changes of dynamics behavior
due to modification of Y220C on residue number 220. These changes may
indicate the alterations of protein backbone conformations. Backbone b-factor
data and order parameter data show that modification of Y220C were able to
partly resemble the wild type conformational behavior at residue number 118 and
120. At residue number 226, backbone b-factor data show that modification o f
Y220C was able significantly changes per residue fluctuation. At residue 229,
order parameter data show that modification of Y220C was significantly changes
its flexibility. Thus, it can be surmise that PRIMA-cystein adducts was partially
provide stability changes in mutant p53-Y220C to resemble stability of p53-wild
type.
Keywords : reactivation, p53-Y220C, adduct PRIMA-sistein, molecular dynamic
simulations
v
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
MOTTO
Sebab karena kasih karunia kamu diselamatkan oleh iman; itu bukan usahamu,
tetapi pemberian Allah, itu bukan hasil pekerjaanmu: jangan ada orang yang
memegahkan diri.
(Ef 2:8-9)
You do not really understand something unless you can explain it to your
grandmother.
(Albert Einstein)
vi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
PERSEMBAHAN
Karya ini saya persembahkan kepada :
Kedua orang tuaku yang selalu memberi semangat dan
mendukung saya hingga akhirnya dapat menyelesaikan skripsi ini.
Simbah “kakung dan putri”, karena dukungan doa yang tiada
henti hingga saya dapat menyelesaikan skripsi ini .
Sinta, Fema, Cita, atas persahabatan yang kita jalin selama ini
Teman-teman KMK St.Theresia FMIPA UNS, atas
persaudaraan yang tak tergantikan
vii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan YME atas limpahan rahmat-Nya bagi penulis
sehingga skripsi ini dapat terselesaikan sebagai salah satu persyaratan dalam
memperoleh gelar sarjana sains Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu
Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta. Atas segala karunia-Nya
pulalah penulis menyadari bahwa segala sesuatu memiliki proses dan waktunya
masing-masing.
Dalam menyusun skripsi ini penulis menemui berbagai hambatan dan
permasalahan yang beragam. Namun, atas bimbingan, kritikan, saran, dan
dorongan semangat yang bermanfaat dari berbagai pihak, semua hambatan dan
permasalahan tersebut dapat penulis atasi dengan baik. Oleh karena itu, penulis
ingin menyampaikan terima kasih kepada pihak-pihak yang telah membantu
penulis, yaitu sebagai berikut.
1. Ir. Ari Handono Ramelan, M.Sc., Ph.D., selaku dekan Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
2. Dr. Eddy Heraldy, M.Si., selaku ketua Jurusan Kimia Fakultas Matematika
dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sebelas Maret Surakarta.
3. Dr. rer. nat. Fajar R. Wibowo, M.Si., selaku dosen pembimbing I, yang
dengan penuh kesabaran membimbing penulis menyelesaikan skripsi ini,
memberikan banyak kesempatan, pengalaman dan inspirasi bagi penulis.
4. Drs. Mudjijono, Ph.D., selaku pembimbing akademis yang memberikan
bimbingannya selama perkuliahan.
5. Edi Pramono, M.Si., selaku ketua laboratorium Kimia Dasar yang telah
memberikan akses bagi penulis melakukan penelitian di laboratorium Kimia
Dasar bagian Komputasi Kimia.
6. Bapak Ibu dosen dan seluruh staff jurusan Kimia yang telah memberikan
fasilitas dan pelayanan yang baik bagi penulis.
7. Teman-teman kimia berbagai angkatan, terimakasih atas kebersamaan dan
kerja samanya.
viii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8. Semua pihak yang tidak dapat penulis tuliskan satu per satu yang telah
memberikan bantuannya
Penulis menyadari bahwa penelitian dan penyusunan skripsi yang penulis
lakukan masih jauh dari sempurna sehingga membutuhkan saran dan kritik yang
membangun dari para pembaca. Namun, lepas dari semua itu, semoga para
pembaca mendapatkan manfaat setelah membaca skripsi ini.
Surakarta , 28 Mei 2013
Penulis
ix
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR ISI
Halaman
HALAMAN JUDUL ......................................................................................
i
HALAMAN PERSETUJUAN ........................................................................
ii
HALAMAN PERNYATAAN ......................................................................... iii
HALAMAN ABSTRAK ................................................................................. iv
HALAMAN ABSTRACT ...............................................................................
v
HALAMAN MOTTO ..................................................................................... vi
HALAMAN PERSEMBAHAN ...................................................................... vii
KATA PENGANTAR .................................................................................... viii
DAFTAR ISI ..................................................................................................
x
DAFTAR TABEL .............................................................................................. xiii
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... xiv
DAFTAR LAMPIRAN ................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN ...............................................................................
1
A. Latar Belakang ................................................................................
1
B. Perumusan Masalah ........................................................................
3
1. Identifikasi Masalah ....................................................................
3
2. Batasan Masalah .........................................................................
4
3. Rumusan Masalah ......................................................................
4
C. Tujuan Penelitian ............................................................................
4
D. Manfaat Penelitian ..........................................................................
5
BAB II LANDASAN TEORI............................................................................
6
A. Tinjauan Pustaka .................................................................................. 6
1. Kanker .........................................................................................
6
2. p53 Tumor Supressor ..................................................................
7
3. Mutan Onkogen p53-Y220C .......................................................
9
4. Struktur Protein ...........................................................................
11
5. PRIMA-1 ....................................................................................
13
6. Permodelan Molekul ..................................................................
14
7. Simulasi Dinamika Molekuler .....................................................
15
x
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
8. AMBER 10 .................................................................................
17
a) Antechamber ............................................................................
17
b)Parmchk ...................................................................................
17
c) LEaP ........................................................................................
17
d)Sander ......................................................................................
17
e) Ptraj..........................................................................................
18
(1) RMSD (Root Mean Square Deviation) .................................
18
(2) B-factor ...............................................................................
18
(3) Entropi .................................................................................
19
(4) Clustering Trajectory ...........................................................
20
B. Kerangka Pemikiran.........................................................................
21
C. Hipotesis..........................................................................................
22
BAB III METODOLOGI PENELITIAN .........................................................
23
A. Metode Penelitian ...........................................................................
23
B. Waktu dan Tempat Penelitian ..........................................................
23
C. Alat dan Bahan yang Dibutuhkan ....................................................
23
1. Alat ............................................................................................
23
2. Bahan .........................................................................................
23
D. Prosedur Penelitian .........................................................................
23
1. Parameterisasi Adduct MQ-Sistein ..............................................
23
2. Pemilihan Makromolekul ...........................................................
24
3. Penentuan Koordinat Awal Sistem ..............................................
24
4. Minimisasi dan Penyeimbangan (Equilibrasi) Sistem ..................
24
5. Simulasi Sistem ............................................................................. 25
E. Teknik Pengumpulan dan Analisis Data ............................................. 25
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN.................................................................26
A. Parameterisasi adduct PRIMA-sistein ...................................................26
B. Pemilihan Makromolekul ...................................................................
28
C. Modifikasi Sistein 220 pada p53-Y220C oleh adduct PRIMA-sistein.. ...... 28
D. Hasil Simulasi ....................................................................................
30
E. Clustering Trajectory .........................................................................
36
xi
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
F. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, dan Wild type................
37
G. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, & wild type pada residu
116-129.......................................................................................
38
a. Residu 118 ............................................................................... 39
b. Residu 120................................................................................ 42
H. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, &wild type pada residu
176-196................................................................................................... 45
I. Perbedaan Modifikasi Y220C, p53-Y220C, & wild type pada residu
216-236 .......................................................................................
49
a. Residu 226 ................................................................................ 50
b. Residu 229 ................................................................................ 53
J. Pengaruh Modifikasi p53-Y220C pada residu 220 oleh adduct
PRIMA-sistein ...................................................................................... 55
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN .............................................................
60
A. Kesimpulan .......................................................................................... 60
B. Saran .................................................................................................... 60
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................... 61
LAMPIRAN ........................................................................................................
xii
67
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Ikatan Hidrogen residu 184 .................................................................... 48
xiii
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Siklus sel...........................................................................................
7
Gambar 2. Urutan spesifik protein p53 ..............................................................
9
Gambar 3. Struktur domain inti p53 yang berikatan dengan DNA ...................
10
Gambar 4. Struktur dasar asam amino ...............................................................
11
Gambar 5. Struktur dihedral phi dan psi pada backbone protein ......................
12
Gambar 6. Struktur PRIMA-1 ...........................................................................
13
Gambar 7. Struktur adduct PRIMA-sistein .......................................................
14
Gambar 8. Pembuatan template adduct PRIMA-sistein .....................................
26
Gambar 9. Template adduct PRIMA-sistein ....................................................... 27
Gambar 10. Residu sistein 220 pada mutan Y220C ...........................................
28
A. Sebelum minimisasi dan equilibrasi.................................................. 28
B. Sesudah minimisasi dan equilibrasi .................................................. 28
Gambar 11. Perbandingan struktur sistein 220 pada p53-Y220C ........................ 29
A. Sebelum minimisasi dan equilibrasi ................................................... 29
B. Sesudah minimisasi dan equilibrasi .................................................... 29
Gambar 12. Grafik perbedaan RMSD ..............................................................
30
Gambar 13. Grafik perbedaan B-factor ............................................................
31
A. Semua atom ......................................................................................... 31
B. backbone ............................................................................................. 31
Gambar 14. Grafik perbedaan B-factor pada beberapa residu................................ 32
A. Residu 116-120 ................................................................................... 32
B. Residu 176-196 .................................................................................. 32
C. Residu 221-229 .................................................................................. 32
Gambar 15. Grafik perbedaan order parameter vektor NH .............................
34
A. Secara keseluruhan .............................................................................. 34
B. Residu 116-120 ................................................................................... 34
C. Residu 176-196 ................................................................................... 34
D. Residu 221-229 ................................................................................... 34
xiv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
Gambar 16.Perbedaan konformasi modifikasi Y220C, p53-Y220C, dan Wild
type..................................................................................................... 38
Gambar 17. Visualisasi perbedaan konformasi residu 116-120 ........................... 39
Gambar 18. Visualisasi perbedaan jarak C
40
41
Gambar 20. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 118 ................................
42
Gambar 21. Visualisasi perbedaan jarak
43
44
Gambar 23. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 120 dan 121 ...................
45
Gambar 24. Visualisasi perbedaan konformasi residu 176-196.............................. 46
Gambar 25. Visualisasi perbedaan jarak interaksi pada residu 184 .................
47
Gambar 26. Grafik perbedaan jarak interaksi antara residu 184 dan 196 ........
49
Gambar 27. Visualisasi perbedaan konformasi residu 216-236 ............................. 50
sekitarnya......................................................................................... 51
52
Gambar 30. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 226 .................................
52
53
54
Gambar 33. Grafik perbedaan sudut dihedral residu 229 ...............................
55
Gambar 34. Perbandingan cavity residu 220 pada p53-Y220C.......................
56
A. Sebelum minimisasi, equilibrasi, dan simulasi ..................................56
B. Sesudah minimisasi, equilibrasi, dan simulasi ................................. 56
Gambar 35. perbedaan jarak atom H residu 220 dan atom O residu 155............... 57
A. Y220C............................................................................................... 57
B. Modifikasi Y220C............................................................................. 57
Gambar 36. Perbandingan sudut H-N-
58
A. Y220C .............................................................................................. 58
B. Modifikasi Y220C ........................................................................... 58
xv
perpustakaan.uns.ac.id
digilib.uns.ac.id
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran 1. Diagram alir parameterisasi adduct MQ-Sistein .......................... 70
Lampiran 2. Diagram alir pemilihan makromolekul ........................................ 71
Lampiran 3. Diagram alir proses simulasi ....................................................... 72
Lampiran 4. Diagram alir analisis visualisasi konformasi ................................ 73
Lampiran 5. File prep adduct MQ-Sistein ....................................................... 74
Lampiran 6. Populasi 10 klaster dari empat sistem protein .............................. 75
xvi